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1、(10)申请公布号 CN 104058904 A (43)申请公布日 2014.09.24 C N 1 0 4 0 5 8 9 0 4 A (21)申请号 201410319894.0 (22)申请日 2014.07.07 C06B 21/00(2006.01) (71)申请人山东天宝化工股份有限公司 地址 273300 山东省临沂市平邑县城蒙阳南 路西327国道北 (72)发明人咸会朵 张真 王磊 徐晖 季腾飞 魏绪珂 于伏丽 卜令涛 陈成芳 (74)专利代理机构济南金迪知识产权代理有限 公司 37219 代理人杨磊 (54) 发明名称 一种乳化炸药中试生产线及其生产工艺 (57) 摘要 本。
2、发明涉及一种乳化炸药中试生产线及其生 产工艺，包括水相系统、油相系统、密闭式乳化系 统和敞开式乳化系统，水相系统包括依次相连的 水相罐、水相过滤器、水相螺杆泵；油相系统包括 依次相连的油相罐、油相过滤器、油相螺杆泵；密 闭式乳化系统包括依次相连的密闭乳化器电机、 密闭乳化器和第一静态混合器；敞开式乳化系统 包括依次相连的敞开式乳化器电机、敞开式乳化 器和第二静态混合器；通过一条生产线同时模拟 目前的两种主流生产模式，填补了中试空白，其试 验效果良好，具有很好的市场前景和推广应用价 值。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)。
3、发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104058904 A CN 104058904 A 1/2页 2 1.一种乳化炸药中试生产线，包括水相系统、油相系统、密闭式乳化系统和敞开式乳化 系统，其特征在于，所述水相系统包括依次相连的水相罐、水相过滤器、水相螺杆泵；所述油 相系统包括依次相连的油相罐、油相过滤器、油相螺杆泵；所述密闭式乳化系统包括依次相 连的密闭乳化器电机、密闭乳化器和第一静态混合器；所述敞开式乳化系统包括依次相连 的敞开式乳化器电机、敞开式乳化器和第二静态混合器；所述水相螺杆泵通过第一管路与 第一静态混合器相连，所述油相螺杆泵通过第二管路与。
4、第二静态混合器相连，所述第一管 路和第二管路通过第三管路相连通，所述第三管路还通过第四管路与第二管路相连通。 2.如权利要求1所述的乳化炸药中试生产线，其特征在于，所述水相系统还包括水相 搅拌电机、第一减速机、第一搅拌轴和第一传动皮带，所述水相搅拌电机与第一减速机相 连，所述第一减速机通过第一传动皮带与第一搅拌轴相连，所述第一搅拌轴设置于水相罐 内；所述第一管路上依次设置有水相安全阀、水相压力表和水相流量计。 3.如权利要求1或2所述的乳化炸药中试生产线，其特征在于，所述油相系统还包括油 相搅拌电机、第二减速机、第二搅拌轴和第二传动皮带，所述油相搅拌电机与第二减速机相 连，所述第二减速机通过第。
5、二传动皮带与第二搅拌轴相连，所述第二搅拌轴设置于油相罐 内；所述第二管路上依次设置有油相安全阀、油相压力表和油相流量计。 4.如权利要求1所述的乳化炸药中试生产线，其特征在于，所述乳化炸药中试生产线 还包括控制系统，所述控制系统包括PLC控制器、PID温度调节表、乳化变频器、热电偶及压 力变送器，所述控制系统按照现有实际生产线的安装方法进行设置。 5.如权利要求1或2所述的乳化炸药中试生产线，其特征在于，所述第三管路、第二管 路和第四管路上分别对应设置有第一球阀、第二球阀和第三球阀，所述第一球阀位于第二 管路、第四管路与第三管路的连接点之间，所述第二球阀位于第三管路、第四管路与第二管 路的连接。
6、点之间，所述第三球阀位于第三管路、第二管路与第四管路的连接点之间。 6.如权利要求1所述的乳化炸药中试生产线，其特征在于，所述水相罐和水相过滤器 之间还连接设置有水相下料阀，所述油相罐和油相过滤器之间还连接设置有油相下料阀。 7.如权利要求1所述的乳化炸药中试生产线，其特征在于，所述敞开式乳化系统还包 括依次相连的角座阀、压力表、安全阀和基质泵，所述基质泵的进料口与敞开式乳化器的出 料口相连，所述基质泵的出料口与角座阀相连。 8.如权利要求1所述的乳化炸药中试生产线，其特征在于，所述乳化炸药中试生产线 设置在移动平台上。 9.如权利要求1所述的乳化炸药中试生产线，其特征在于，所述乳化炸药中试生。
7、产线 还包括用于对水相系统和油相系统加热的蒸汽系统。 10.一种利用权利要求1至9任一项所述的乳化炸药中试生产线进行乳化炸药的中试 试验，工艺步骤如下， (1)按照现有某种乳化炸药的配方比例，按重量份计，分别取硝酸钠、硝酸铵、水,复合 油相，留作备用； (2)关闭第一阀门、打开第二阀门和第三阀门，或打开第一阀门、关闭第二阀门和第三 阀门，将步骤(1)中的水注入到水相罐中，关闭水相系统中的下料阀和排空阀后打开蒸汽 系统对水相罐及其下料管路进行加热，保持蒸汽压力控制在0.10MPa0.20MPa； (3)打开蒸汽进行加热后马上开启水相搅拌电机进行搅拌，在搅拌的同时，逐步将步骤 权 利 要 求 书C。
8、N 104058904 A 2/2页 3 (1)中的硝酸钠和硝酸铵加入到水相罐中，待完全溶解后，保持溶液温度905备用； (4)关闭油相系统中的下料阀和排空阀后打开蒸汽系统对油相罐及其下料管路进行加 热，保持蒸汽压力控制在0.10MPa0.20MPa，将步骤(1)中的复合油相注入到油相罐中； (5)待步骤(4)中的复合油相熔化完毕后，开启油相搅拌电机进行搅拌，使其混合均 匀，留作备用； (6)打开蒸汽系统对水相系统管路和油相系统管路进行预加热，保持蒸汽压力不大于 0.2MPa； (7)待水相系统管路和油相系统管路预热后，打开水相下料阀和油相下料阀，开启油相 螺杆泵，通过油相流量计观察，待油相没。
9、至敞开式乳化器下层搅拌浆或密闭乳化器出料口 有油相流出时启动乳化器，同时开启水相螺杆泵； (8)随时观察敞开式乳化器或密闭乳化器里的物料成乳情况，当未成乳时，立即停止油 相螺杆泵和水相螺杆泵，再关闭敞开式乳化器或密闭乳化器，紧接着关闭水相下料阀和油 相下料阀，然后冲洗水相系统管路及敞开式乳化器或密闭乳化器，将水排空后重复步骤(6) 操作，直至乳化成功。 权 利 要 求 书CN 104058904 A 1/6页 4 一种乳化炸药中试生产线及其生产工艺 技术领域 0001 本发明涉及一种乳化炸药中试生产线及其生产工艺，属于爆破炸药技术领域。 背景技术 0002 中试试验是为了使科研成果顺应市场与产。
10、业化要求，减少转化风险，提高转化率， 而进行的批量放大试生产。这个过程的目的在于验证、改进，完善实验室成果或理论成果， 消除各种不确定性因素，获得产品有关工艺、设备相关技术可靠性数据、参数及中间产品质 量可控的检验标准，使之与其他相关技术相匹配，与生产实际相符合，与社会需求相一致， 从而使新技术顺应到生产中，将新产品成功推向市场。中试试验是科技成果向生产力转化 的必要环节，成果产业化的成败主要取决于中试的成败，因此，中试试验很重要。但是中试 试验在我国并未得到足够的重视，“中试空白”现象比较严重。而对于安全和生产技术要求 比较高的民爆行业来说更应该建立一条中试试验线，这对民爆行业的发展和安全大。
11、生产有 着极其重要的作用和意义。 0003 我国民用工业炸药尤其是乳化炸药产品技术水平与先进发达国家之间并不存在 明显差距。但是，鉴于我国国情，对乳化炸药的研究与开发还没有能够形成统一的规范管理 和要求。乳化炸药的发展则大有“头重脚轻”之势，就是说相对地重视配方、品种、性能的研 究，而对于工艺技术和设备开发应用重视力度不够。有些关键技术难题取得阶段性成果，但 由于技术在开发阶段完全依靠政府财政支持，企业界受当时经济条件限制，认为投资风险 较大，未作为投资主体全面介入，致使建设的半工业试验装置规模偏小，功能不配套，试验 设备简单，一些关键设备的可靠性较差，试验中由于非技术原因而中断运行的现象比较。
12、普 遍。又由于没有后续资金支持，深入开发工作被迫中止，造成我国乳化技术产业化进程拖 后，丧失了与国外技术同步开发的良好机会，拉大了与国外同类技术的差距。因此，如果没 有中试试验，进一步做放大的半工业试验，就很难实现工程化和产业化。只有建立中试试验 线，集所有人力、物力、技术和软硬件资源，充分发挥各自的优势，才能使实验室的成果真正 实现工程化和产业化，提高民爆行业自主研发能力和技术创新能力。 发明内容 0004 针对现有技术的不足，本发明提供一种乳化炸药中试生产线。 0005 本发明还提供一种利用上述乳化炸药中试生产线的生产工艺。 0006 本发明的技术方案如下： 0007 一种乳化炸药中试生产。
13、线，包括水相系统、油相系统、密闭式乳化系统和敞开式乳 化系统，其中，所述水相系统包括依次相连的水相罐、水相过滤器、水相螺杆泵；所述油相系 统包括依次相连的油相罐、油相过滤器、油相螺杆泵；所述密闭式乳化系统包括依次相连的 密闭乳化器电机、密闭乳化器和第一静态混合器；所述敞开式乳化系统包括依次相连的敞 开式乳化器电机、敞开式乳化器和第二静态混合器；所述水相螺杆泵通过第一管路与第一 静态混合器相连，所述油相螺杆泵通过第二管路与第二静态混合器相连，所述第一管路和 说 明 书CN 104058904 A 2/6页 5 第二管路通过第三管路相连通，所述第三管路还通过第四管路与第二管路相连通。 0008 根。
14、据本发明，优选的，所述水相系统还包括水相搅拌电机、第一减速机、第一搅拌 轴和第一传动皮带，所述水相搅拌电机与第一减速机相连，所述第一减速机通过第一传动 皮带与第一搅拌轴相连，所述第一搅拌轴设置于水相罐内；所述第一管路上依次设置有水 相安全阀、水相压力表和水相流量计。 0009 根据本发明，优选的，所述油相系统还包括油相搅拌电机、第二减速机、第二搅拌 轴和第二传动皮带，所述油相搅拌电机与第二减速机相连，所述第二减速机通过第二传动 皮带与第二搅拌轴相连，所述第二搅拌轴设置于油相罐内；所述第二管路上依次设置有油 相安全阀、油相压力表和油相流量计。 0010 根据本发明，优选的，所述乳化炸药中试生产线。
15、还包括控制系统，所述控制系统包 括PLC控制器、PID温度调节表、乳化变频器、热电偶及压力变送器，所述控制系统按照现有 实际生产线的安装方法进行设置。在实际运行过程中，计算机预先编程设定各项参数置入 系统中的PLC控制器中，PID温度调节表根据温度传感器的信号自动调节蒸汽阀门开度以 及控制物料温度；压力变送器根据流量计信号自动调节输送泵转速以控制流量。 0011 根据本发明，优选的，所述第三管路、第二管路和第四管路上分别对应设置有第一 球阀、第二球阀和第三球阀，所述第一球阀位于第二管路、第四管路与第三管路的连接点之 间，所述第二球阀位于第三管路、第四管路与第二管路的连接点之间，所述第三球阀位于。
16、第 三管路、第二管路与第四管路的连接点之间。 0012 根据本发明，优选的，所述水相罐和水相过滤器之间还连接设置有水相下料阀，所 述油相罐和油相过滤器之间还连接设置有油相下料阀。 0013 根据本发明，优选的，所述敞开式乳化系统还包括依次相连的角座阀、压力表、安 全阀和基质泵，所述基质泵的进料口与敞开式乳化器的出料口相连，所述基质泵的出料口 与角座阀相连。此设计的目的在于，基质泵的作用是将敞开式乳化器内的物料输送至角座 阀，当出现成乳效果不好或不成乳时，通过角座阀加压来提高乳化效果，以适应不同的配方 和乳化体系；此外，对于敞开式乳化生产方式设有静态混合器、敞开式乳化器、角座阀三级 不同方式的乳。
17、化方式，对于较难乳化的原材料可以采取提高敞开式乳化器转速，加大角座 阀压力的方式使其乳化；对于密闭式乳化器设有静态混合器和密闭乳化器两级乳化方式， 可以通过调节密闭乳化器转速来适应不同原材料乳化力的要求。 0014 根据本发明，优选的，所述乳化炸药中试生产线设置在移动平台上。此设计的好处 在于，便于移动运输整个乳化炸药中试生产线装置，能够将此乳化炸药中试生产线移动到 另外一个地方进行中试试验。 0015 根据本发明，优选的，所述敞开式乳化器为专利公开号为CN103193559A中所述的 一种乳化炸药专用乳化器。 0016 根据本发明，优选的，所述乳化炸药中试生产线还包括用于对水相系统和油相系 。
18、统加热的蒸汽系统。 0017 一种利用上述乳化炸药中试生产线进行乳化炸药的中试试验，工艺步骤如下， 0018 (1)按照现有某种乳化炸药的配方比例，按重量份计，分别取硝酸钠、硝酸铵、水, 复合油相，留作备用； 0019 (2)关闭第一阀门、打开第二阀门和第三阀门，或打开第一阀门、关闭第二阀门和 说 明 书CN 104058904 A 3/6页 6 第三阀门，将步骤(1)中的水注入到水相罐中，关闭水相系统中的下料阀和排空阀后打开 蒸汽系统对水相罐及其下料管路进行加热，保持蒸汽压力控制在0.10MPa0.20MPa； 0020 (3)打开蒸汽进行加热后马上开启水相搅拌电机进行搅拌，在搅拌的同时，逐。
19、步将 步骤(1)中的硝酸钠和硝酸铵加入到水相罐中，待完全溶解后，保持溶液温度905备 用； 0021 (4)关闭油相系统中的下料阀和排空阀后打开蒸汽系统对油相罐及其下料管路进 行加热，保持蒸汽压力控制在0.10MPa0.20MPa，将步骤(1)中的复合油相注入到油相罐 中； 0022 (5)待步骤(4)中的复合油相熔化完毕后，开启油相搅拌电机进行搅拌，使其混合 均匀，留作备用； 0023 (6)打开蒸汽系统对水相系统管路和油相系统管路进行预加热，保持蒸汽压力小 于等于0.2MPa； 0024 (7)待水相系统管路和油相系统管路预热后，打开水相下料阀和油相下料阀，开启 油相螺杆泵，通过油相流量计。
20、观察，待油相没至敞开式乳化器下层搅拌浆或密闭乳化器出 料口有油相流出时启动乳化器，同时开启水相螺杆泵； 0025 (8)随时观察敞开式乳化器或密闭乳化器里的物料成乳情况，当未成乳时，立即停 止油相螺杆泵和水相螺杆泵，再关闭敞开式乳化器或密闭乳化器，紧接着关闭水相下料阀 和油相下料阀，然后冲洗水相系统管路及敞开式乳化器或密闭乳化器，将水排空后重复步 骤(6)操作，直至乳化成功。 0026 本发明的有益效果在于： 0027 1.本发明乳化炸药中试生产线同时设有敞开式乳化器和密闭乳化器，可以同时模 拟目前的两种主流生产模式，使用一条中试生产线实现了两种乳化方式的放大性试验，改 变了传统中试生产线模拟。
21、一种生产模式的单一问题。 0028 2.本发明乳化炸药中试生产线安装设置在移动平台上，方便移动，可以在不同场 景下进行模拟试验，改变了传统中试生产线原来的固定安装的设置方式，能够不受空间物 理位置的限制。 0029 3.设有多级乳化，以适应不同配方、不同原材料对乳化器乳化能力的不同需求。 0030 4.本发明乳化炸药中试生产线设计构思巧妙，布局合理，连接关系简洁有效，试验 效果良好，具有很好的市场前景和推广应用价值。 附图说明 0031 图1为本发明乳化炸药中试生产线的俯视图； 0032 图2为本发明乳化炸药中试生产线的后视图； 0033 图3为本发明乳化炸药中试生产线的主视图； 0034 图。
22、4为本发明乳化炸药中试生产线密闭乳化器的结构示意图； 0035 图5为本发明乳化炸药中试生产线的工艺流程图。 0036 其中：1、水相罐；2、水相搅拌电机；3、水相下料阀；4、水相过滤器；5、水相螺杆泵； 6、水相安全阀、；7、水相压力表；8、水相流量计；9、第一静态混合器；10、密闭乳化器电机； 11、密闭乳化器；12、油相罐；13、油相搅拌电机；14、油相下料阀；15、油相过滤器；16、油相 说 明 书CN 104058904 A 4/6页 7 螺杆泵；17、油相安全阀；18、油相压力表；19、油相流量计；20、第二静态混合器；21、基质 泵；22、敞开式乳化器；23、敞开式乳化器电机；2。
23、4、安全阀；25、压力表；26、角座阀；27、第 一球阀；28、第二球阀；29、第三球阀；30、联轴器(电机端)；31、联轴器(乳化器端)；32、轴 承压盖(透盖)；33、轴承座；34、冷却水接头；35、机械密封座；36、出料口；37、乳化器定子； 38、轴承压盖；39、乳化器转子；40、进料口；41、机械密封；42、双列向心球轴承；43、机座。 具体实施方式 0037 下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。 0038 实施例1： 0039 一种乳化炸药中试生产线，包括水相系统、油相系统、密闭式乳化系统和敞开式乳 化系统，其中，所述水相系统包括依次相连的水相罐1、水相下料阀。
24、3、水相过滤器4、水相螺 杆泵5；所述油相系统包括依次相连的油相罐12、油相下料阀14、油相过滤器15、油相螺杆 泵16；所述密闭式乳化系统包括依次相连的密闭乳化器电机10、密闭乳化器11和第一静态 混合器9；所述敞开式乳化系统包括依次相连的敞开式乳化器电机23、敞开式乳化器22和 第二静态混合器20，所述敞开式乳化器22的出料口端依次连接基质泵21、安全阀24、压力 表25和角座阀26；所述水相螺杆泵5通过第一管路与第一静态混合器9相连，所述油相螺 杆泵16通过第二管路与第二静态混合器20相连，所述第一管路和第二管路通过第三管路 相连通，所述第三管路还通过第四管路与第二管路相连通，所述第三管。
25、路、第二管路和第四 管路上分别对应设置有第一球阀27、第二球阀28和第三球阀29，所述第一球阀27位于第 二管路、第四管路与第三管路的连接点之间，所述第二球阀28位于第三管路、第四管路与 第二管路的连接点之间，所述第三球阀29位于第三管路、第二管路与第四管路的连接点之 间。其中，所选用的密闭乳化器的结构如图4所示。 0040 其中，所述水相系统还包括水相搅拌电机2、第一减速机、第一搅拌轴和第一传动 皮带，所述水相搅拌电机2与第一减速机相连，所述第一减速机通过第一传动皮带与第一 搅拌轴相连，所述第一搅拌轴设置于水相罐1内；所述第一管路上依次设置有水相安全阀 6、水相压力表7和水相流量计8。 00。
26、41 其中，所述油相系统还包括油相搅拌电机13、第二减速机、第二搅拌轴和第二传动 皮带，所述油相搅拌电机13与第二减速机相连，所述第二减速机通过第二传动皮带与第二 搅拌轴相连，所述第二搅拌轴设置于油相罐12内；所述第二管路上依次设置有油相安全阀 17、油相压力表18和油相流量计19。 0042 该乳化炸药中试生产线还包括控制系统和蒸汽系统，所述控制系统包括PLC控制 器、PID温度调节表、乳化变频器、热电偶及压力变送器，所述控制系统按照现有技术安装设 置。在实际运行过程中，计算机预先编程设定各项参数置入系统中的PLC控制器中，PID温 度调节表根据温度传感器的信号自动调节蒸汽阀门开度以及控制物。
27、料温度；压力变送器根 据流量计信号自动调节输送泵转速以控制流量；所述蒸汽系统实现对水相系统和油相系统 的加热作用。 0043 实施例2： 0044 一种乳化炸药中试生产线，结构如实施例1所述，其不同之处在于，所述乳化炸药 中试生产线设置在移动平台上，便于移动运输整个乳化炸药中试生产线装置，能够将此乳 说 明 书CN 104058904 A 5/6页 8 化炸药中试生产线移动到另外一个地方进行中试试验。 0045 实施例3： 0046 一种乳化炸药中试生产线，结构如实施例1所述，其不同之处在于，所述敞开式乳 化器为专利公开号为CN103193559A中所述的一种乳化炸药专用乳化器。 0047 实。
28、施例4： 0048 利用上述乳化炸药中试生产线按照2号岩石乳化炸药配方进行乳化试验，其工艺 步骤如下， 0049 (1)按重量份计，取硝酸钠10份、破碎好的硝酸铵73份、水10份、复合油相7份， 留作备用； 0050 (2)关闭第一阀门、打开第二阀门和第三阀门将步骤(1)中的水注入到水相罐中， 关闭水相系统中的下料阀和排空阀后打开蒸汽系统对水相罐及其下料管路进行加热，保持 蒸汽压力控制在0.10MPa； 0051 (3)打开蒸汽进行加热后马上开启水相搅拌电机进行搅拌，在搅拌的同时，逐步将 步骤(1)中的硝酸钠和硝酸铵加入到水相罐中，待完全溶解后，保持溶液温度90备用； 0052 (4)关闭油相。
29、系统中的下料阀和排空阀后打开蒸汽系统对油相罐及其下料管路进 行加热，保持蒸汽压力控制在0.10MPa，然后将步骤(1)中的复合油相注入到油相罐中； 0053 (5)待步骤(4)中的复合油相熔化完毕后，开启油相搅拌电机进行搅拌，使其混合 均匀，留作备用； 0054 (6)打开蒸汽系统对水相系统管路和油相系统管路进行预加热，保持蒸汽压力不 大于0.2MPa； 0055 (7)待水相系统管路和油相系统管路预热后，打开水相下料阀和油相下料阀，开启 油相螺杆泵，通过油相流量计观察，待油相没至敞开式乳化器下层搅拌浆或密闭乳化器出 料口有油相流出时启动乳化器时，开启水相螺杆泵； 0056 (8)随时观察敞开。
30、式乳化器里的物料成乳情况，当未成乳时，立即停止油相螺杆泵 和水相螺杆泵，再关闭敞开式乳化器，紧接着关闭水相下料阀和油相下料阀，然后冲洗水相 系统管路及敞开式乳化器，将水排空后重复步骤(6)操作，直至乳化成功。 0057 实施例5： 0058 利用上述乳化炸药中试生产线按照2号岩石乳化炸药配方进行乳化试验，工艺步 骤如实施例4所述，其不同之处在于，步骤(2)和步骤(4)中的蒸汽压力均控制在0.20MPa， 步骤(3)中保持溶液温度95备用。 0059 实施例6： 0060 利用上述乳化炸药中试生产线按照2号岩石乳化炸药配方进行乳化试验，工艺步 骤如实施例4所述，其不同之处在于，步骤(2)和步骤(。
31、4)中的蒸汽压力均控制在0.20MPa， 步骤(3)中保持溶液温度85备用。 0061 实施例7： 0062 利用上述乳化炸药中试生产线按照2号岩石乳化炸药配方进行乳化试验，工艺步 骤如实施例4所述，其不同之处在于，步骤(2)中打开第一阀门、关闭第二阀门和第三阀门， 相应地，步骤(7)中待密闭乳化器出料口有油相流出时启动乳化器，开启水相螺杆泵；步骤 (8)中随时观察密闭乳化器里的物料成乳情况，当未成乳时，立即停止油相螺杆泵和水相螺 说 明 书CN 104058904 A 6/6页 9 杆泵，再关闭密闭乳化器，紧接着关闭水相下料阀和油相下料阀，然后冲洗水相系统管路及 密闭乳化器，将水排空后重复步骤(6)操作，直至乳化成功。 说 明 书CN 104058904 A 1/3页 10 图1 说 明 书 附 图CN 104058904 A 10 2/3页 11 图2 图3 说 明 书 附 图CN 104058904 A 11 3/3页 12 图4 图5 说 明 书 附 图CN 104058904 A 12 。